Vida en las aguas termales ácidas de Japón

Septiembre 01, 2005
por Hiromi Kagawa, Investigadora Principal en el Instituto SETI.



Hace casi doce años que llegué a América desde Japón. Recuerdo con nostalgia las aguas termales de allá, con personas relajándose en el agua vaporizada, así como monos salvajes hundiéndose hasta el cuello en las piscinas, las divertidas barbas congeladas y cabezas cubiertas de nieve.

Pero hay mucha más vida en las aguas termales de Japón de lo que los seres humanos y monos. Quisiera describir algunos organismos que frecuentan esas aguas termales, no para relajarse, sino debido a que de hecho requieren de esas aguas termales (o un ambiente similar) para sobrevivir.

Observaciones de organismos parecidos a bacterias en aguas termales se hicieron a principios del siglo 20, pero su aislamiento, cultivo, caracterización, y estudio bioquímico comenzaron realmente en la década de los 60. Los organismos que actualmente tienen el récord de vivir en las temperaturas más altas se descubrieron en aguas geotérmicas en el océano. Algunos ejemplos son Pyrolobus fumarii (235° F), Pyrodictium occultum (230° F). Pertenecen a un grupo de organismos llamado arquea que parecen bacterias, pero tienen rasgos tanto de vida procariota (células sin núcleo, que parecen bacterias) como de eucariota (células con núcleo, como las que se encuentran en animales y plantas).

Arquea se considera uno de los grupos de vida más primitivos sobre la Tierra actualmente, debido en parte a que cuando la vida comenzó, la Tierra era mucho más caliente que hoy, y solamente los organismos como archaea pudieron haber existido. Por esta misma razón, muchos científicos piensan que la archaea termofílica es el mejor ejemplo de que cómo era la vida sobre la Tierra hace miles de millones de años.

Mi arqueo favorito se llama Sulfolobus shibatae, que fue aislado de las aguas termales en Beppu, Japón. Se desarrolla mejor a 181° F y necesita condiciones ácidas más altas (pH 3.0). Cultivamos Solfolobus en matraces de vidrio en el laboratorio, pero en las aguas termales crecen adheridas a las superficies de rocas y arena. Cotidianamente, las temperaturas fluctúan entre el día y la noche y del verano al invierno. Estas fluctuaciones son el tipo más común de estrés para un organismo como Sulfolobus shibatae, que no tiene modo de controlar su temperatura corporal (como nosotros). ¿Cómo enfrenta Sulfolobus shibatae las grandes fluctuaciones de temperatura en su ambiente?

La vida ha desarrollado mecanismos para ampliar los límites de tolerancia a las temperaturas extremas. A 50 grados por encima de su temperatura de crecimiento normal, el 80% de las células Sulfolobus mueren en dos horas. Sin embargo, cuando la temperatura se conserva más alta que el nivel normal, pero más baja que el nivel mortal, al elevar la temperatura durante una hora antes a un nivel letal, el 50% de las células Sulfolobus sobreviven durante cinco horas a las temperaturas letales. Este fenómeno se llama termotolerancia adquirida, y se observa en todo tipo de células, incluyendo bacterias comunes como la Escherichia coli y células humanas cultivadas en el laboratorio.

Mi trabajo incluye el estudio de lo que hacen las células Sulfolobus para enfrentar la exposición a temperaturas letales. Una de sus regulaciones es modificar y remarcar los lípidos en la membrana celular para producir formas que sean más estables a temperaturas más altas. Otra es producir una gran cantidad de una clase específica de proteína llamada proteína de choque térmico. Su función está aún en investigación. Algunos investigadores piensan que las proteínas de choque térmico se ligan a otras proteínas celulares y previenen su deterioro por calor. Nuestro grupo de investigación cree que una de las proteínas de choque térmico creada por Sulfolobus shibatae estabiliza su membrana al aglutinarse y reduce su permeabilidad, igual que el empaste de los agujeros en una pared.

La vida prospera en muchos ambientes, incluyendo algunos en los cuales los seres humanos posiblemente no sobrevivirían. Para descubrir vida extraterrestre, será útil conocer los límites físicos y químicos de la vida sobre la Tierra y las leyes biofísicas subyacentes. Es una buena manera de empezar, pero debemos tener en mente que las leyes biofísicas para la vida extraterrestre pudieran ser significativamente distintas.


Fuente: Instituto SETI

Traducido por: María Luisa Hernández Castro